首页 > 专利学习

专题35 热敏电阻和霍尔元件(解析版)

专题三十五热敏电阻和霍尔元件

基本知识点

一、热敏电阻和金属热电阻

小球归位1．热敏电阻：热敏电阻由半导体材料制成，其电阻随温度的变化明显，温度升高电阻减小，如图甲所示为某一热敏电阻的电阻随温度变化的特性曲线。

甲乙

2．金属热电阻：有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻，如图乙所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。

3．热敏电阻与金属热电阻的区别

ahrp

	热敏电阻	金属热电阻
特点	电阻随温度的变化而变化且非常明显	电阻率随温度的升高而增大
制作材料	半导体	金属导体
优点	灵敏度好	化学稳定性好，测温范围大
作用	能够将温度这个热学量转换为电阻这个电学量

4.注意：在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器。

二、霍尔元件

1.基本知识：

(1)构造：很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N.

(2)霍尔电压：如图，E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，则M、N间出现霍尔电压UH，UH＝k．

(3)作用：把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量．

情趣口香糖2．霍尔元件的工作原理

霍尔元件就是利用霍尔效应来设计的．一个矩形霍尔材料薄片，在其前、后、左、右分别引出一个电极，如图所示，沿PQ方向通入电流I，垂直于薄片加匀强磁场B，则在

MN间会出现电势差U.设薄片厚度为d，PQ方向长度为l1，

MN方向为l2.薄片中的带电粒子即载流子受到磁场力发生偏转，使N侧与M侧产生电势差，造成材料薄片内部出现电场，载流子同时受到电场力作用．当磁场力与电场力平衡时，MN间电势差达到恒定，q＝qvB.

设一个载流子带电荷量为e，根据电流的微观解释I＝neSv.

整理后，得U＝.令k＝，因为n为材料单位体积的带电粒子个数，e为单个带电粒子的电荷量，它们均为常数，所以U＝k.U与B成正比，这就是为什么霍尔元件能把磁学量转换成电学量的原因了．

例题分析

一、热敏电阻的原理

例1 如图为电阻R随温度T变化的图线。下列说法中正确的是( )

A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的

B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的

C．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高

D．图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高

(对应训练)如图所示是观察电阻随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热

水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )

A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显

B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显

C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)安全带卡扣，读数变化非常明显

D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显

二、热敏电阻的应用

例2 如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，L为小灯泡，当温度降低时( )

A．R1两端的电压增大 B．电流表的示数增大

C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱

(对应训练)温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E＝9.0 V，内电阻不计；G为灵敏电流表，其内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数灭火器结构图I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是( 微波合成萃取仪)